生物：北京市丰台区2024-2025学年高二下学期4月期中（解析版）

这是一份生物：北京市丰台区2024-2025学年高二下学期4月期中（解析版），共23页。试卷主要包含了 各种优良纯种家畜等内容，欢迎下载使用。
本部分共30小题，每小题2分，共60分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是（ ）
A. 虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响
B. 传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作
C. 原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸
D. 虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味
【答案】B
【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前子发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵制作食品的技术一般称为传统发酵技术。利用传统发酵技术制作的食品，还有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。
【详解】A、虾酱是由微生物发酵形成的，虾酱特有风味的形成受发酵条件、发酵温度、发酵时间的影响，A正确；
B、传统虾酱的制作过程利用原料中带有的微生物进行发酵，不需要经过严格无菌操作，B错误；
C、原料中的蛋白质会被蛋白酶水解成小分子的肽和氨基酸，C正确；
D、虾酱发酵由乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同参与，虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味，D正确。
故选B。
2. 关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 制作泡菜的菜料不可完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B. 超市未开封牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C. 发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D. 控制好发酵时间，避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
【答案】D
【分析】泡菜或酸奶的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理，应该制造无氧环境，所以制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中，A错误；
B、制作酸奶的牛奶若经过高压蒸汽灭菌，会杀死牛奶中的营养成分，并且会使牛奶中的蛋白质变性，不利于乳酸菌生长繁殖，一般采用巴氏消毒法对牛奶消毒，B错误；
C、发酵装置加菜料或牛奶时应加八成满并封装，C错误；
D、不同的发酵产品有不同的最佳发酵条件，控制好发酵时间，避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。
故选D。
3. 下图表示培养和纯化酵母菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置
B. 步骤②为防止污染，接种环灼烧灭菌后应快速挑取菌落
C. 步骤③划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落
D. 步骤④在恒温培养箱培养后，可用于对酵母菌进行计数
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：①是倒平板，②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。
【详解】A、步骤①倒平板操作时，倒好后应待平板冷却凝固后再将平板倒过来放置，A错误；
B、灼烧后的接种环需在火焰旁冷却后再沾取菌液进行平板划线，B错误；
C、步骤③通过连续划线，使接种物逐渐稀释分布在培养基的表面，在数次划线后培养，可分离到一个细胞繁殖而来的单个菌落，C正确；
D、平板划线法接种的培养基上，由于起始段菌体密集，所以无法对其计数，D错误。
故选C。
4. 皮肤表面存在多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作错误的是（ ）
A. 应根据葡萄球菌的特点配置选择培养基
B. 需要对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
C. 从皮肤表面取样时，应确保棉拭子无菌
D. 用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
【答案】D
【分析】实验室常用的消毒和灭菌方法的比较：
消毒：煮沸消毒法（一般物品）、巴氏消毒法（一些不耐高温的液体，如牛奶）、化学药剂消毒法（如用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等）、紫外线消毒法（接种室、操作台）；
灭菌：灼烧灭菌（接种工具）、干热灭菌（玻璃器皿、金属用具）、高压蒸汽灭菌（培养基及容器）。
【详解】A、应根据葡萄球菌的特点配置选择培养基，A正确；
B、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，B正确；
C、葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离，为避免杂菌污染，故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样，C正确；
D、用取样后的棉拭子需要进行选择培养→梯度稀释→再将稀释液涂布到选择培养基上，D错误。
故选D。
5. 井冈霉素是我国科学家发现的一种抗生素，它由链霉菌井冈变种（JGs）发酵而来，广泛应用于水稻病害防治。下列相关叙述错误的是（ ）
A. JGs接入发酵罐前需要扩大培养，有利于提高井冈霉素产量
B. 提高发酵培养基中营养物质的浓度，可能会影响JGs存活率
C. 监测JGs发酵过程中活细胞数量的变化时最适宜用活菌计数法
D. 井冈霉素是糖类衍生物，JGs不含直接编码成井冈霉素的基因
【答案】C
【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、产品不同，分离提纯的方法般不同。
（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；
（2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换 等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强， 因而可以得到较为专的产物。
【详解】A、JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，A正确；
B、提高发酵培养基中营养物质的浓度，可能会影响JGs存活率，B正确；
C、在发酵过程中使用的是液体培养基，不适宜用活菌计数法监测细胞数量变化，C错误；
D、基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是糖类衍生物，JGs不含直接编码成井冈霉素的基因，D正确。
故选C。
6. 为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物，研究人员将人参和胡萝卜的原生质体进行融合，并检测了原生质体密度对融合率的影响，结果如表。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体
B. 原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合
C. 融合后的原生质体经过脱分化即可发育成杂种植株
D. 对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体，A正确；
B、由表格数据分析可知，密度过低和密度过高融合率都不高，说明原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合，B正确；
C、融合后的原生质体经过脱分化和再分化后可形成杂种植株，C错误；
D、该实验目的是为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物，因此实验过程中对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测，D正确。
故选C。
7. 植物组织培养技术通过与常规育种、转基因技术等相结合，应用于植物生产的多个领域。在下列技术中，不涉及植物组织培养技术的是（ ）
A. 利用花药离体培养得到单倍体植株
B. 利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株
C. 利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株
D. 用秋水仙素处理植物幼苗，得到多倍体植株
【答案】D
【分析】植物组织培养技术：
1、过程：离体的植物组织、器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。
2、原理：植物细胞的全能性。
3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养成分（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。
4、植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、花药离体培养需要利用植物组织培养技术得到单倍体植株，A不符合题意；
B、利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株过程中，需要植物组织培养技术将重组细胞培育成植株，B不符合题意；
C、将番茄和马铃薯进行体细胞杂交得到杂种细胞，利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，C不符合题意；
D、利用秋水仙素处理植物幼苗，该幼苗中染色体数目加倍变成多倍体植株，此过程不需要植物组织培养技术，D符合题意。
故选D。
8. MEC1细胞是一种常用的动物上皮细胞系，下列关于MEC1培养的说法错误的是（ ）
A. 在进行传代培养时需要使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等进行处理
B. 使用95% O2+5% CO2混合气体培养，CO2可维持培养液的pH
C. 传代培养可以实现解除细胞的接触抑制，扩增细胞数量
D. 细胞生长状况不佳的可能原因之一是培养液中缺少血清
【答案】B
【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、在进行传代培养时需要使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等进行处理，形成单个细胞，A正确；
B、使用95% 空气+5% CO2混合气体培养，CO2可维持培养液的pH，B错误；
C、传代培养可以实现解除细胞的接触抑制，扩增细胞数量，C正确；
D、血清可以为细胞提供营养物质，细胞生长状况不佳的可能原因之一是培养液中缺少血清,D正确。
故选B。
9. 科学家为高位瘫痪病人采用诱导多能干细胞（iPS细胞）疗法修复病人受损的脊髓，使得病人恢复了一定的运动能力，下列相关说法错误的是（ ）
A. 病人恢复运动能力，说明iPS细胞具有一定全能性
B. 保留出生时脐带血中的干细胞用于培养出iPS细胞
C. 自体来源的iPS细胞理论上可以避免免疫排斥反应
D. 已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导成iPS细胞
【答案】B
【分析】动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞，干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
【详解】A、诱导iPS细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，利用的是iPS细胞具有一定全能性，采用诱导多能干细胞（iPS细胞）疗法修复病人受损的脊髓，使得病人恢复了一定的运动能力，说明iPS细胞具有一定全能性，A正确；
B、iPS细胞为诱导多能干细胞的简称，是通过体外诱导成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的一类细胞，因此脐带血中的干细胞不用于培养iPS细胞，B错误；
C、如果是自体器官移植不会发生免疫排斥反应，所以自体移植后不需要用免疫抑制药物，所以自体来源的iPS细胞理论上可以避免免疫排斥反应，C正确；
D、离体的已分化的细胞经过诱导可转化为未分化的状态，T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞，D正确。
故选B。
10. 各种优良纯种家畜（如荷斯坦奶牛）价格高昂，借助胚胎工程繁育是畜牧业中非常重要的手段，下列相关说法正确的是（ ）
A. 需对优良品种供体母牛和代孕受体母牛进行同步发情处理
B. 采集到的精子和卵细胞手应立即混合培养，以提高受精率
C. 胚胎干细胞有极高的全能性，可用于获取大量的同卵多胚
D. 囊胚孵化非常关键，因此不能用于胚胎分割实现无性繁殖
【答案】A
【分析】胚胎移植过程：供受体选择和处理→配种或人工授精→胚胎收集、检查、培养或保存 →胚胎移植→移植后检查。
【详解】A、在胚胎移植过程中，需要对供体母牛和代孕受体母牛进行同步发情处理，使它们的生理状态相同。这样可以为胚胎移入受体子宫提供相同的生理环境，有利于胚胎的着床和发育，A正确；
B、采集到的精子需要经过获能处理，卵细胞需要培养到减数第二次分裂中期，才具备受精能力，并非采集到后立即混合培养就能提高受精率，B错误；
C、胚胎干细胞具有发育的全能性，但目前难以用胚胎干细胞直接获得大量同卵多胚，C错误；
D、囊胚可以进行胚胎分割，胚胎分割技术是实现无性繁殖的一种方法，且囊胚孵化不是限制其进行胚胎分割的因素，D错误。
故选A。
11. 我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚）。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 该过程中所有细胞均含同源染色体
B. 在类囊胚阶段，细胞逐渐分化
C. 类囊胚的获得利用了核移植技术
D. 欲研究后续发育，需用胚胎移植技术
【答案】C
【分析】动物胚胎发育的基本过程：
（1）受精场所是母体的输卵管。
（2）卵裂期：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。
（3）桑椹胚：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹，是全能细胞。
（4）囊胚：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。
（5）原肠胚：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
【详解】A、诱导食蟹猴胚胎干细胞形成类似囊胚的结构过程中存在细胞分裂分化，细胞中均含同源染色体，A正确；
B、在类囊胚阶段，细胞开始出现分化，B正确；
C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；
D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。
故选C。
12. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ）
A. ①+③B. ①+②C. ③+②D. ③+④
【答案】B
【分析】根据图示中引物的位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。
【详解】图示中克隆重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①+②，即B正确，ACD错误。
故选B。
13. 人胰岛素的第20~29位氨基酸序列容易引发胰岛素分子聚合。为抑制该现象，研究人员对人胰岛素进行了改造，下列相关叙述错误的是（ ）
A. X射线衍射技术能为确定胰岛素空间结构提供依据
B. 可以通过基因的定点突变来实现氨基酸的替换
C. 改造后胰岛素的空间结构发生了变化
D. 改造胰岛素时利用的原理是基因重组
【答案】D
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】A、X射线衍射技术能为确定胰岛素空间结构提供依据，A正确；
B、可以通过基因的定点突变来实现氨基酸的替换是蛋白质工程，B正确；
C、由于胰岛素中氨基酸结构改变，所以胰岛素空间结构发生了变化，C正确；
D、改造胰岛素时利用的原理是基因突变，D错误。
故选D。
14. 生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列叙述与我国政府相关法规或主张不符的是（ ）
A. 禁止人的生殖性克隆和治疗性克隆
B. 禁止非医学需要的胎儿性别鉴定
C. 销售转基因农产品应有明确标注
D. 全面禁止和彻底销毁生物武器
【答案】A
【分析】生物安全在农业领域中，指遗传修饰生物（如转基因作物）对人体及生态系统造成的安全性问题；在生态领域中，指外来有害生物的引进和扩散，对人类生产和健康造成不利影响的各种传染病、害虫、真菌、细菌、线虫、病毒和杂草等。除此之外，生物安全还包括生物遗传资源流失、实验室生物安全、微生物耐药性、生物恐怖袭击等。生物安全是人的健康、动植物健康、生态环境健康三者安全统一的概念。
【详解】A、我国禁止人人的生殖性克隆，但不反对治疗性克隆，A错误；
B、我国禁止非医学需要的胎儿性别鉴定，以避免引发伦理问题等，B正确；
C、销售转基因农产品应有明确标注，以确保消费者的知情权，C正确；
D、生物武器又是生物制剂、载体和分散手段的综合利用．生物武器自诞生以来，给人类的生存安全构成了严重威胁，应全面禁止和彻底销毁生物武器，D正确。
故选A。
15. 下列实验操作不能达到实验目的的是（ ）
A. 利用不同物质在酒精溶液中的溶解度差异粗提DNA
B. 向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C. 利用鸡血或鸭血细胞进行DNA的粗提取和鉴定
D. 筛选最适的杂交瘤细胞培养，获得单克隆抗体
【答案】B
【分析】DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液．利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA；
DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂．
【详解】A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液，利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA，A正确；
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创造无菌环境，B错误；
C、利用鸡血或鸭血细胞进行DNA的粗提取和鉴定，C正确；
D、筛选最适的杂交瘤细胞培养，可以获得单克隆抗体，D正确。
故选B。
第Ⅱ卷（非选择题 共70分）
本部分共6小题，共70分。
16. 万古霉素是治疗严重感染的最后选择，仅在其他抗生素无效时使用。万古霉素耐药菌的出现可能导致“无药可用”的局面，研究其耐药机制和传播途径可以为耐药菌的防控提供理论依据。
（1）研究者从医院土壤中分离出万古霉素耐药菌以用于研究，实验过程如下：
①将土样加入一定量的________中，等比稀释；
②取适量菌液用________法接种含________的培养基；
③培养一段时间，经过反复筛选，得到若干株万古霉素耐药菌；
④根据________进行初步鉴定，并与基因库中________序列比对，经鉴定属于肠球菌。
（2）研究者发现：细菌基因突变后会引起细胞壁增厚，从而产生耐药性。敏感菌的细胞壁末端为D-丙氨酸-D-丙氨酸，万古霉素与之结合后，会________细胞壁的合成与增厚，细菌更易死亡。而耐药菌的细胞壁结构模式图如下，据图推测万古霉素耐药菌的耐药机制：________。
（3）一段时间后，研究人员在该环境中分离出具有万古霉素耐药性的金黄色葡萄球菌，进而发现是由耐药基因（V基因）在不同菌种之间转移导致。请完善能证明该结论的实验设计，并预测选择培养基（同时含万古霉素和链霉素）表面的菌落生长情况。
M.万古霉素耐药菌——肠球菌（携带V基因）
N.万古霉素敏感菌——金黄色葡萄球菌（携带链霉素抗性基因）
（4）耐药基因的快速传播不仅使得多种敏感菌耐药，更会带来多重耐药菌的出现。请尝试提出任一措施以应对这一威胁________。
【答案】（1）①. 无菌水 ②. 涂布平板 ③. 万古霉素 ④. 菌落特征 ⑤. DNA/碱基
（2）①. 阻断 ②. 机制：耐药菌能通过酶催化将D-Ala-D-Ala末端替换为D-Ala-D-Lac，万古霉素无法识别并结合。细菌细胞壁可以继续合成并增厚，产生耐药性
（3）①. a.M和N混合培养 ②. b.单独培养M ③. 有菌落产生 ④. 无菌落产生
（4）加强抗生素的合理使用、使用万古霉素的病人单独隔离、医疗废弃物无菌处理、新型抗耐药菌药物的研发等
【分析】微生物接种常用方法有：平板划线法和稀释涂布平板法。
平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。
稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
【解析】（1）①加入无菌水是为了将土壤中的微生物稀释，便于后续的筛选和培养。
②取适量菌液用涂布平板法接种含万古霉素的培养基，便于观察和计数。
④根据菌落特征初步鉴定，并通过与基因库中的DNA/碱基序列比对，最终鉴定菌株。
（2）万古霉素的作用机理是阻断细胞壁的合成与增厚。耐药菌通过酶催化，将D-Ala-D-Ala末端替换为D-Ala-D-Lac，导致万古霉素无法识别并结合，细菌细胞壁可以继续合成并增厚，从而产生耐药性。
（3）组1培养对象：为了探究耐药基因是否可以在不同菌种间转移，需要将M菌和N菌混合培养。 组3培养对象：作为对照，需要单独培养M菌。组1实验结果：由于M菌具有万古霉素耐药性，因此在含有万古霉素和链霉素的培养基上，M菌可以生长，出现菌落。组2实验结果：由于N菌不具有万古霉素耐药性，因此在含有万古霉素和链霉素的培养基上，N菌无法生长，无菌落产生。
（4）可以加强抗生素的合理使用，避免滥用抗生素。 对使用万古霉素的病人进行单独隔离，防止耐药菌的传播。医疗废弃物无菌处理、新型抗耐药菌药物的研发等。
17. 学习以下材料，完成（1）～（4）题。
啤酒发酵的“工程革命”‌‌
传统啤酒发酵依赖游离酵母菌，需2~3周完成，且酵母菌无法重复利用。‌固定化细胞技术‌通过多孔载体（如壳聚糖-纤维素复合物）包裹酵母菌，形成“细胞工厂”（图中C）。清华大学团队利用3D打印技术构建‌梯度孔径载体‌（外层80 μm促进溶氧，内层20 μm维持厌氧），使酵母增殖与发酵分区进行，发酵周期缩短至5天，存活率达95%。进一步改进，南京工业大学团队加入石墨烯涂层，通过电信号变化实时监测酵母代谢状态。
浙江大学团队开发“光控水凝胶载体”，利用光响应特性：蓝光下光敏聚合物材料孔径扩大（溶氧>4 mg/L），红光下收缩（溶氧37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因（热应激响应基因）‌，启动程序性死亡。
各种发酵技术的创新不断涌现，推动着啤酒产业不断发展。
（1）与传统发酵相比，固定化酵母发酵技术的最大优点是________，使连续发酵成为可能。多孔载体‌壳聚糖-纤维素复合物的三维网状结构既能允许________等小分子的扩散，又可防止________的流失。
（2）“光控水凝胶载体”的设计模拟酵母菌在不同发酵阶段对氧气的需求差异：该载体利用‌光敏聚合物材料‌，在蓝光下分子链舒展，孔径扩大便于酵母菌________呼吸从而________；在红光下分子链收缩，孔径缩小有利于酵母菌________。
（3）结合文中信息，下列相关叙述错误的是
A. 固定化酵母细胞技术只能使用壳聚糖-纤维素复合物作载体
B. 导入植物萜烯合成酶基因的酵母不会对生态环境造成影响
C. 利用 AI 模型调整发酵参数，主要是为了提高酵母存活率
D. 当温度37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因，启动程序性死亡，即当温度37℃时，酵母菌表达‌HSR1基因（热应激响应基因）‌，启动程序性死亡”，这样可以使酵母菌在发酵完成后，自动终止酵母菌活性，进而防止基因污染、加强生物安全等。
18. 愈伤组织在生物技术中有广泛的应用价值。为探究愈伤组织形成过程中的分子调控机制，研究人员以拟南芥为实验材料设计了一系列实验。
（1）植物组织培养是指在一定条件下，将________的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过________过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物激素中________的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。
（2）已有研究表明转录因子W物质会影响愈伤组织的形成。
①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间，测得转录因子W的基因相对表达量如图1所示，结果显示：________。
②研究人员利用野生型、突变体1（W基因缺失）、突变体2（W基因过表达）进一步设计实验，每组分化情况如图2所示，结果表明：________。
（3）研究人员发现W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。
（4）请根据文中信息，写出生长素诱导愈伤组织形成的分子机制________。
【答案】（1）①. 离体 ②. 脱分化 ③. 生长素、细胞分裂素
（2）①. 与野生型植株相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低 ②. W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化
（3）①. PLT7基因缺失突变体+W基因过表达 ②. ++++
（4）
【分析】植物组织培养的流程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化形成胚状体，长出芽和根，进而形成完整植株。
【解析】（1）植物组织培养是指在一定条件下，将离体的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过脱分化过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物组织培养时，生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，因此植物激素中生长素、细胞分裂素的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。
（2）①由图1可知：与野生型植株（WT）相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低。
②由题意可知，突变体1的W基因缺失，不能合成W物质；突变体2的W基因过表达，合成的W物质较正常植株多；野生型含有W基因且W基因表达正常。分析图2可知：与野生型相比，突变体1的愈伤组织和芽较小，突变体2的愈伤组织和芽较大，表明W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化。
（3）W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。欲通过后续实验证明该推测，则依据表中信息可推知该实验的自变量是PLT7基因的有无及W基因表达情况，因变量是愈伤组织大小，因此表中需要补充的一组应该是PLT7基因缺失突变体+W基因过表达，W基因过表达组的愈伤组织应该是最大的，可表示为“++++”。
（4）综上分析，生长素诱导愈伤组织形成的分子机制为：生长素能够促进W基因表达，其表达产物W物质能够激活PLT7基因的转录，进而通过PLT7的调控来促进愈伤组织的形成。生长素诱导愈伤组织形成的分子机制可用下图表示。
19. 生长季节气温每升高 2℃，作物产量就会下降 3%至13%。为保障全球粮食安全，科学家拟利用转基因技术育种，培育出在正常条件下能实现高产、在高温胁迫下能保持稳定产量的“气候智能型”作物。
（1）转基因技术的实现需要利用限制酶、________和载体三种基本工具。
（2）科学家实验后发现：在高温胁迫下LIN5基因表达量下调，导致发育中的果实果糖含量下降，导致番茄减产。科学家将持续高表达启动子与LIN5基因连接后构建基因表达载体，通过________导入番茄体内，获得了持续高表达LIN5番茄。测量两类植株在不同条件下的产量，结果如图1。

结果显示：________；在高温条件下，两类植株的果实产量无明显差异。请结合上述实验，提出稳定番茄产量的改进方案：________。
（3）研究者找到了能响应高温条件表达的热休克元件HSE。科学家构建了3类载体（如图2所示），利用植物中的荧光素酶报告基因检测改造后 LIN5 启动子的功能。请写出支持上述方案的预期实验结果：________。

（4）科学家重新构建了基因表达载体，转入番茄体内，获得了新的转基因植物“智能”番茄。“智能”番茄在常温和高温下果实产量均高于野生型，而两种情况下CO2吸收速率与野生型相同。请尝试提出一种能解释上述情况的假说，并说明验证假说时所采用的技术________。
【答案】（1）DNA连接酶
（2）①. 农杆菌转化法或花粉管通道法 ②. 在常温下，转基因植株的果实产量低于野生型植株 ③. 仅在高温下提高LIN5的表达量
（3）常温下，荧光强度①②③组相似；高温下，②组荧光强度高于①组和③组，①和③类似
（4）假说：更多光合作用产物从叶片转移到了子房中，使得果实的产量上升。技术：14C同位素标记法
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。
（4）目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——PCR检测等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR检测等技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【解析】（1）转基因工程需要限制酶、DNA连接酶和载体三种工具。
（2）基因表达载体导入番茄（双子叶植物）的方法通常用农杆菌转化法或花粉管通道法。分析图1，常温下，转基因植株的果实产量低于野生型植株；在高温条件下，两类植株的果实产量无明显差异。高温条件下，野生型植物产量有所降低，所以为稳定番茄产量，仅在高温下提高LIN5的表达量。
（3）①中没有热休克元件，②中含有热休克元件，③中含有反向热休克元件，所以常温条件下，三者的荧光素酶都会表达，荧光强度①②③组相似；而高温条件下，只有②中的热休克元件可以顺序表达，所以②组荧光强度高于①组和③组，①和③类似。
（4）“智能”番茄在常温和高温下果实产量均高于野生型，而两种情况下CO2吸收速率与野生型相同，可能是加快了有机物的转移，所以提出假说更多光合作用产物从叶片转移到了子房中，使得果实的产量上升，可采用14C同位素标记法进行检验。
20. 科研人员开发出了能编辑叶绿体基因组的基因编辑系统CyDENT。
（1）这套系统的核心是FkI-TALE融合蛋白，FkI是一种低特异性的内切核酸酶，TALE是一种能识别特异性序列的DNA结合蛋白，形成的基因编辑复合物如图1。使用CyDENT系统进行基因编辑属于________水平的研究。研究团队在CyDENT系统中设计的TALE-FkI蛋白在功能上类似于常用基因工程工具中的________。
（2）研究团队利用叶绿体定位序列（CTP）构建了如图2所示的基因表达载体，请结合图3阐述CyDENT系统编辑叶绿体基因组的机制：________。
（3）研究团队决定进一步挖掘CyDENT编辑系统的潜力，根据不同的编辑需求选择不同载体模块组合成系统：例如换用不同类型的启动子。假设需要仅在人类大肠组织中编辑名为BST114的细胞核基因，请参照图2，选择合适的模块设计CyDENT系统的表达载体：
①________ ②________ ③________终止子
（4）CyTENT系统编辑核基因的效率尚不如成熟的CRISPR基因编辑系统。请提出CyDENT编辑技术在人类健康领域内的应用方向：________。
【答案】（1）①. 分子 ②. 限制性内切核酸酶（限制酶）
（2）核糖体合成的TALE-FkI蛋白带有CTP，CTP可以引导蛋白质向叶绿体内进行转运，将TALE-FkI蛋白带入到叶绿体中完成基因编辑
（3）①. 大肠特异性启动子 ②. 核定位序列 ③. BST114序列特异性TALE—FkI融合基因
（4）可用于线粒体疾病的基因治疗
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选和获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：个体水平上的鉴定。
【解析】（1）使用CyDENT系统进行基因编辑属于分子水平的研究。FkI是一种低特异性的内切核酸酶，TALE是一种能识别特异性序列的DNA结合蛋白，CyDENT系统中设计的TALE-FkI蛋白在功能上类似于常用基因工程工具中的限制性内切核酸酶。
（2）CyDENT系统编辑叶绿体基因组的机制：核糖体合成的TALE-FkI蛋白带有CTP，CTP可以引导蛋白质向叶绿体内进行转运，将TALE-FkI蛋白带入到叶绿体中完成基因编辑。
（3）基因表达载体应具备：限制酶酶切位点，启动子，终止子，复制原点，标记基因等。假设需要仅在人类大肠组织中编辑名为BST114的细胞核基因，设计CyDENT系统的表达载体：大肠特异性启动子、核定位序列、BST114序列特异性TALE—FkI融合基因和终止子。
（4）科研人员开发出了能编辑叶绿体基因组的基因编辑系统CyDENT，CyDENT编辑技术在人类健康领域内的应用方向：可用于线粒体疾病的基因治疗。
21. 系统性红斑狼疮（SLE）是一种自身免疫病。CD132参与构成免疫细胞表面白细胞介素（IL，一类细胞因子）受体。研究团队希望通过研究CD132找到降低免疫应答强度的新方法。
（1）为确定CD132与SLE的关系，研究团队分析了健康人和SLE患者CD132相关的数据，结果如图1，结果显示：________。
（2）基于上述数据，研究团队尝试使用单克隆抗体来治疗SLE。常用方法是：
①注射________对小鼠进行免疫；
②取免疫后小鼠的脾脏细胞和________进行融合；
③使用________筛选出杂交瘤细胞；
④进一步筛选、培养等环节，获得符合要求的单克隆抗体。
（3）抗体由V区和C区构成，V区结构多样，具有抗原结合区，C区结构恒定，如图2所示。
研究团队应用了一个新思路制备单克隆抗体：
①对小鼠进行免疫；
②收集小鼠脾脏中的B淋巴细胞，提取其中mRNA，获得与抗原结合区有关的片段，经________获得cDNA；
③cDNA与噬菌体外壳蛋白基因融合，在噬菌体外壳上表达出抗原结合区，获得“噬菌体抗体”，如如图3所示；
④请完善设计流程筛选出最适合使用的“噬菌体抗体”：在96孔板每一孔中加入________，利用________原理检测，筛选出________；
⑤筛选出抗体后，将其相应抗原结合区片段拷贝出来，“嫁接”至人源抗体IgG4的结构区上。与（2）中方法制备的单抗相比，该方法最终制备出的单抗最大优势是：________。
（4）研究团队开发出新CD132的单抗药物（简称2D4），利用SLE模型鼠对2D4和已有的CD132单抗药物R测试，检测两种白细胞介素IL-2和IL-15的下游信号强度，结果如图4。
根据测试的结果和查阅到的一些资料进行分析，研究团队进一步提出：2D4是一种有效的SLE药物，且效果比R更好。选出支持该结论的证据或资料：________。
①CD132参与组成IL-15受体
②CD132不参与组成IL-2受体
③2D4抗体特异性比R更强
④IL-2是维持稳态的重要因子，抑制过强免疫应答对自体的杀伤
⑤IL-15促进T细胞增殖活化，有助于细胞毒性T细胞持续存活
【答案】（1）SLE患者CD1322启动子甲基化水平比健康人低，导致CD132表达量更高
（2）①. CD132 ②. 骨髓瘤细胞 ③. 选择培养基
（3）①. 逆转录/反转录 ②. 过量且相等的CD132抗原和数量相等的“噬菌体抗体” ③. 抗原-抗体杂交 ④. 阳性反应最强的一组 ⑤. 与全鼠源抗体相比，使用部分人源的抗体更不易发生免疫排斥反应
（4）①④⑤
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【解析】（1）为了确定CD132与SLE的关系，分析图1：SLE患者CD1322启动子甲基化水平比健康人低，导致CD132表达量更高。
（2）单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。使用单克隆抗体来治疗SLE。常用方法是：①注射CD132对小鼠进行免疫；②取免疫后小鼠的脾脏细胞和骨髓瘤细胞进行融合；③使用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；④进一步筛选、培养等环节，获得符合要求的单克隆抗体。
（3）mRNA经逆转录/反转录获得cDNA；选出最适合使用的“噬菌体抗体”：在96孔板每一孔中加入过量且相等的CD132抗原和数量相等的“噬菌体抗体”利用抗原-抗体杂交原理检测，筛选出阳性反应最强的一组即为最适合使用的“噬菌体抗体”。
（4）①CD132参与组成IL-15受体
④IL-2是维持稳态的重要因子，抑制过强免疫应答对自体的杀伤
⑤IL-15促进T细胞增殖活化，有助于细胞毒性T细胞持续存活
新CD132的单抗药物使用较R产生的IL-2更高且稳定，产生的IL-15也较R高，说明2D4是一种有效的SLE药物，且效果比R更好。
原生质体密度（1：1混合）
0．5×105个/mL
2×105个/mL
5×105个/mL
10×105个/mL
融合率（%）
18.6
35.8
29.2
23.6
组别
组1
组2
组3
培养对象
a.______
单独培养N
b.______
实验结果
c.______
d.______
无菌落生长
实验分组
WT
W基因过表达
______
愈伤组织大小
+++
______
+